电催化剂,能够在分子水平上精确调节缺陷和可及的活性中心。有趣的是,异质结构体系通常比均匀结构体系表现出更高的催化活性,这归因于电极结构/组成和界面性质的协同效应。[17–21] 在此,我们展示了如何利用 SURMOF 异质结构生长的机会及其独特的变态来产生具有特殊形貌和微观结构的金属氧/羟基材料。在 0.1 m KOH 中 300 mV 的过电位下,我们测得的氧释放质量活性约为 2.90 kA g −1,优于基准贵金属和非贵金属电催化剂。据我们所知,这是报道的 NiFe 基电催化剂的最高质量活性。据报道,SURMOF 可产生对水氧化具有高活性的电催化剂,但 MOF 基催化体系的电化学稳定性或转化以及活性物质的来源仍然不清楚。[22,23] 最近的研究集中于阐明 MOF 基催化体系中的活性物质,并通过一系列先进的物理化学技术发现在电化学测试的 (SUR)MOF 催化剂中存在金属氢氧化物。[24–27] 因此,推测所述活性物质来源于碱性电解质中氧电催化过程中的 MOF 衍生的金属氢氧化物。尽管最近有一些努力致力于阐明催化物质,但对转化机制和结构-性能关系的深入了解仍然是开放的。在这项工作中,我们使用由去质子化的对苯二甲酸 ([TA] 2 − ) 连接体组成的异质结构 NiFe 基 SURMOF,并利用结构和成分的变化来优化 OER 性能。实验表明,异质结构 SURMOF 在碱浸和电化学测量过程中经历了特定的原位重构和自活化过程,从而产生金属氢氧化物和羟基氧化物以及有机连接体的部分浸出。我们建议使用 SURMOF 作为前体,以便访问催化剂制造的参数空间,这超出了现有的合成概念。
主要关键词